KR20020070939A - 정수기능을 가진 숯 및 맥반석, 숯+맥반석을 넣은 기능성바(bar)와 기능성 바(bar)를 장착할 수 있는 캔, 음료용병 및 음식물 포장 용기 - Google Patents

Abstract

캔, 음료용 병 및 음식물을 보관하기 위한 용기의 하단에 숯 및 맥반석을 넣은 기능성 바(bar)를 설치하여 유통 및 보관 중에 숯 및 맥반석의 효과를 지속시키기 위한 고안이다.

Description

정수기능을 가진 숯 및 맥반석, 숯+맥반석을 넣은 기능성 바(bar)와 기능성 바(bar)를 장착할 수 있는 캔, 음료용 병 및 음식물 포장 용기{A FUNTIONAL DANAMIC BAR}

예로부터 세계적으로 마을마다 공동우물이 있었다. 특히 우리나라는 우물을 팔 때마다 먼저 숯을 잘 씻어서 우물 바닥에 깔고 그 위에 자갈을 올려놓았다. 그리고 일년에 한번씩 청소할 때는 반드시 숯도 함께 교체하였다. 숯에 함유된 미네랄 성분이 물에 용해되어 물맛이 좋은 것이다. 또 숯이 가지고 있는 수많은 미세한 구멍이 물 속에 있는 더러운 물질을 흡착하여 물을 정화 시킨다. 또한 맥반석은 이미 고대 때부터 많이 이용을 해왔는데 주로 환약을 정제할 때 여과재나 등창, 종기 등 각종 피부질환에 소염제로 사용되었다는 기록이 본초도경(송나라), 본초강목(명나라), 동의보감(조선시대)에 나와 있다. 근래에 들어서는 숯과 맥반석이 식용, 화장품, 치약, 양어장, 폐수처리, 탈취제, 식물성장 촉진제, 의약용, 사우나 시설재료, 원적외선 방사체 제조, 전자파 차단재료, 건축 외장재 등에 이용되고 있다.

본 고안은 음식물의 보존을 위하여 현재 식품업계에서 음식물을 보존하기위하여 사용하고 있는 방부제(안식향산 나트륨 또는 신리산 칼륨) 등을 대체하며 인체에 유해한 화학물질 등의 방부제의 남용을 막고 인체에 무해하면서도 산화방지 및 중금속제거, 용존 산소량, 미네랄을 증가시켜주는 숯(활성탄) 및 맥반석을 이용하는데 있다. 이런 숯(활성탄)과 맥반석의 효과를 음료용 병이나 음식물 포장 용기(B)에 넣어 지속적으로 그 효과가 작용할 수 있도록 기능성 바(A)를 만들어 캔 및 음료용 병이나 음식물 용기(B)의 바닥에 고정시키면 전체 혹은 일부의 내용물을 먹고 나서 보관할 때도 숯(활성탄)과 맥반석의 작용이 지속될 수 있음을 착안하여 기능성 바를 개발하였다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)의 하단에 일정량(숯(활성탄) 및 맥반석 등을 0.2∼2mm 크기 분말로 5∼30g)의 숯과 맥반석이 들어있는 기능성 바(B)를 장착함으로서 숯(활성탄)과 맥반석이 가지고 있는 흡착 효과와 음이온 방출 효과(부패 방지 효과), 미네랄 방출 효과 등을 통하여 식품의 신선도 및 안정성을 확보하는데 있으며 또한 그 내용물에 따라 오염될 수 있는 기능성 바(A)의 탈 부착이(도4) 가능하도록 하였다. 기능성 바(A)는 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)의 하단에서 탈 부착(도4)이 가능하기 때문에 내용물이 바뀌더라도 기능성 바(A)를 교체하기만 한다면 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)의 재사용이 가능하게 하였다.

도1)은 기능성 바의 구조도 및 A의 조립도이다.

A는 숯과 맥반석을 넣을 수 있는 용기의 조립완성 단면도이다.

A1은 A의 입면도이다.

A-a는 숯과 맥반석을 담을 수 있는 용기이다.

홈을 가지고 있어 탈 부착이 용이하게 하였다.

A-b는 부직포 및 필터를 고정하는 보조 캡이다.

A-b1은 A-b의 입면도이다.

A-c는 부직포 또는 필터지이다.

A-d는 다공성 캡이다.

A-d1은 A-d의 평면도이다.

C는 숯 또는 맥반석, 숯+맥반석

도2)는 A의 상세도이다.

도3)는 기능성 바를 장착할 수 있는 병의 단면도이다

B는 기능성 바를 장착할 수 있는 병의 단면도이다.

D는 내용물의 누수 되지 않도록 하는 패킹이다.

D-a는 패킹의(오링) 입면도이다.

도4)은 기능성 바를 장착하는 방법을 설명한 조립도이다.

A+D+B를 장착하는 조립도이다.

도5)는 바를 장착한 후의 조립 단면도이다.

기능성 바(A)의 외형은 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)의 내용물에 의하여 변형되거나 유해한 물질이 방출되지 않는 재질을 사용하여 성형되어져야 하며속에 들어있는 숯(활성탄)이나 맥반석(C)이 새어나오지 않도록 부직포 및 필터지(A-c)를 삽입하도록 하였다. 그리고 보조 캡(A-b)과 용기 캡(A-d)의 사이에 부직포 및 필터지(A-c)를 삽입함으로서 부직포 및 필터지(A-c)의 고정이 가능하게 하였다. 또한 보조 캡(A-b)과 용기 캡(A-d)모양을 A-b1과 A-d1에서처럼 다공질의 형태를 갖춤으로서 캔 및 병과 음식물 용기(B)의 내부와 통하도록 하였다.

기능성 바(A)를 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)에 부착시키기 위하여 바(BAR)를 너트의 형태로 캔 및 음료용 병과 음식물 용기의 용기(B)는 볼트의 형태로 만들어 그 탈 부착이 용이하게 하였으며 연결부의 누수를 방지하기 위하여 패킹(D)을 또는 오링을 장착하였다.

본 고안은 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)의 하단에 기능성 바(A)를 부착함으로서 내용물에 들어있는 위해성분을 흡착하여 식품의 안정성을 확보하고 기능성 바(A)의 내부에 적치해 있는 숯(활성탄)과 맥반석이 가지는 음이온효과를 통하여 음식물의 산화를 막아 변질되는 것을 차단함으로 신선도를 높이고 숯(활성탄)과 맥반석이 가지는 미네랄이 캔 및 음료용 병과 음식물 용기(B)의 내용물에 용출되어 현대인의 건강에 무족하기 쉬운 칼륨, 칼슘, 철, 망간 ,마그네슘 등의 무기물을 공급하는데 그 효과가 있다. 또한 음료의 경우 시간이 갈수록 강 알카리화되고 용존 산소량이 증가하는 것을 볼 수가 있어 그 효과와 효능이 탁월하다.

아래의 자료는 이해를 돕기 위한 문헌 및 연구의 자료이다.

*숯의(활성탄) 효능

숯의 구조와 효과

숯이란 "신선한 힘"이란 뜻을 지닌 우리말로서 목재를 600∼900도의 온도에서 일차적으로 탄화시킨 것이다. 숯의 주요 수성성분은 탄소가 85%이고 수분이 10%이며 미네랄이 3%이고 휘발성분이 2%이다. 숯을 탄화시킬 때 내부에 작은 구멍들(기공)이 생기게 되는데, 의학적 효과를 높이기 위해서는 이 작은 구멍들이 많이 있어야 하기 때문에 다시 600∼900도의 온도에서 같은 공정을 한 번 더 거치게 된다. 이를 활성화 공정이라고 하며, 그 숯을 활성탄이라 한다.

1)흡착 효과

숯은 제조 과정에서 형성된 아주 작고 수많은 구멍으로 되어 있고 넓은 표면적(1,200㎡/g)을 가지게 된다. 이 작은 구멍은 크기가 다양하고 이것은 액체 상태로 된 여러 가지 물질을 흡착하고 결합시킬 수 있는 장소(binding site)를 제공하게 되므로 숯이 흡착력을 가지게 되는 것이다.

2)음이온 방출 효과(부패 장지 효과)

숯의 구성 성분인 탄소는 원자핵속의 양성자수는 6개이고, 전자수 6개, 최외각 전자수가 4개인 원자이다, 그러나 다이아몬드와 같은 강한 공유 결합 구조가 아니라, 많은 자유전자를 가지고 있으며 자장을 형성하여 음이온 상태로 되어 있다, 그러므로 숯은 음이온을 방출하여 물질의 부패(산화)를 억제시킨다.

3)미네랄 방출 효과 목재 속의 0.3%∼0.6%정도의 미네랄 성분은 숯을 제조할 때 4∼5배로 농축된다. 숯에는 칼슘, 칼륨, 철, 인, 나트륨, 등 5대 미네랄 외에 구리, 아연, 망간, 마그네슘, 크롬, 몰리부텐 등이 함유되어 있다. 이런 미네랄 성분이 노화 방지 작용을 비롯하여 여러 가지 역할을 수행한다.

*맥반석의 효능

"맥반석 응용에 관한 연구" (1996년, 한국수도연구소)

1) 미네랄 용출시험

Ca, K, Na 등의 미네랄 성분이 용출되며, 용출되는 정도는 맥반석판보다 맥반석 가루에 의해 더욱 많음을 볼 수 있는데 이는 가루 사용에 의한 넓은 표면적 때문으로 사료되며, 미네랄 성분의 용출정도는 Ca＞K＞Na의 순이었다.

2) 유해물질 용출시험

A. 휘발성 유기물질의 조사결과

맥반석을 2일간과 7일간 Blank water 용출시킨 후 휘발성 유기물질을 분석하였을 때, 모든 시료에서 휘발성 유기화합물들은 전혀 검출되지 않았다.

B. 수중 농약류 검사결과

맥반석을 용출시킨 시료에 대하여 농약류를 분석한 결과 모두에서 분석대상 농약이(중금속) 검출되지 않았다.

C. 음이온 성분 용출 조사결과

증류수에 맥반석을 넣고 2일 및 1주일 후 용출되는 음이온 성분을 측정. 조사한 F-, NO3-, SO4-2 이온성분은 전혀 용출되지 않았으나 염소이온은 용출시간이 증가함에 따라 일정량씩 증가하는 것으로 나타났으며, 용출되는 정도는 맥반 석 가루가 가장 현저하였으며 맥반석판, 맥반석 구슬이 순서였다.

D. 중금속 성분의 용출 조사결과

(Mn, Fe, Cu, Zn, Pb, Cd, As, Se, Hg)증류수에 맥반석을 넣고 일정시간 방치시킨 후 용출되는 중금속 성분을 측정 조사한 결과 금속 성분들은 1주일 침적에 의해서 검출되지 않았다.

E. 미생물 시험결과

맥반석을 넣은 시험수에 일반세균 및 대장균이 검출되지 않았다.

F. 심미적 영향물질의 용출시험 결과

유기물 농도를 대표할 수 있는 과망간산칼륨 소비량과 증발 잔류물의 경우 약간 증가하고 pH의 경우 시간의 경가에 따라 강알칼리화 되었다.

또한 경도의 농도가 약간 증가되었으며 이는 미네랄 용출의 결과로 사료된다. 그밖에 맛, 냄새, 색도, 세제, 탁도 등에서는 전혀 변화가 없었다.

3) 유해물질 제거효과

맥반석은 암석의 성질이 구멍이 많은 다공성으로 이 구멍을 통해서 흡착 작용을 하는데 맥반석 가루 16g을 사용하였을 때에 Mn, Fe, Cu, Pb, Cd, As의 중금속이 침적 4시간경과 후 90%이상이 제거되었으며 Hg(수은)는 80% 제거되는 등 뛰어난 제거효과를 나타냈다.

4) 시안의 제거효과에 대한 결과

시간이 경과함에 따라, 또한 백반석의 양이 많을수록 제거가 잘 됨을 알 수 있었다.

5) 용존산소량 및 pH 변화 측정 결과

약산성이었던 물이 약알칼리성으로 변하였으며, 용존산소량은 시간경과에 따라 약 30%증가를 보였다.

6) 살균력 시험결과

시료의 양이 많을수록 세균의 감소가 높게 나타났다.

조직적 특징에 따라 많은 sio-와 미생물중의 많은 N+기 이중 결합을 이루므로 균체를 포착하는 흡착능력이 있다.

7) 미생물 생성 억제 시험

최적의 농도로 하여 일정시간이 경과함에 따른 미생물의 생성 여부를 알아본 결과 특정균의 생성이 없었다.

Claims (3)

1. 숯(활성탄) 및 맥반석 등을 0.2∼3mm 크기 분말로 각각 5∼30g을 적치 할 수 있는 기능성 용기(도면 1의 A)
2. 숯(활성탄) 및 백반석 등을 적치한 기능성 바를 부착할 수 있는 캔과 음료용 병 및 음식물 용기(도면 3의)
3. 부직포 및 필터지(A-c)를 고정하고 숯 및 맥반석(C)의 분진이 새어나오지 않게 하기 위한 보조 캡(A-b)과 용기 캡(A-d)을 이용한 기술